[發(fā)明專(zhuān)利]使用多維非均勻星座的編碼和調(diào)制裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201780023583.1
• 申請(qǐng)日: 2017-04-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109076039B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 納比勒·洛金;揚(yáng)·策爾納;托馬斯·翰特;達(dá)納·喬基納
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 索尼公司
• 主分類(lèi)號(hào): H04L27/00
• 分類(lèi)號(hào): H04L27/00;H04L27/34
• 代理公司: 北京康信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 余剛;吳孟秋

提出了一種編碼和調(diào)制裝置以及方法。裝置(10)包括將輸入數(shù)據(jù)編碼成單元字的編碼器(11)，以及將所述單元字調(diào)制成非均勻星座的星座值的調(diào)制器(12)。調(diào)制器(12)被配置為基于星座的星座點(diǎn)的總數(shù)M、以dB為單位的信噪比SNR以及星座的維數(shù)n，來(lái)使用來(lái)自一組星座的n維非均勻星座，其中，n維星座圖的每個(gè)星座點(diǎn)由星座值的n元組定義，所述星座值的n元組定義由用于發(fā)送通過(guò)轉(zhuǎn)換所述星座值而獲得的發(fā)送流的發(fā)送裝置使用的發(fā)送參數(shù)的參數(shù)設(shè)置。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)涉及編碼和調(diào)制裝置和方法。進(jìn)一步，本公開(kāi)涉及發(fā)送裝置和方法。更進(jìn)一步地，本公開(kāi)涉及計(jì)算機(jī)程序和非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)。

背景技術(shù)

現(xiàn)代通信系統(tǒng)通常采用編碼和調(diào)制裝置(作為發(fā)送裝置的一部分)和解碼和解調(diào)裝置(作為接收裝置的一部分)以及其他元件。編碼和調(diào)制裝置通常是所謂的BICM(比特交織編碼調(diào)制)裝置的一部分，其通常包括(在發(fā)送器側(cè))FEC(前向糾錯(cuò))編碼器、比特交織器和調(diào)制器的串行級(jí)聯(lián)，其使用頻譜有效調(diào)制，諸如多級(jí)PAM(脈沖幅度調(diào)制)、PSK(相移鍵控)或QAM(正交幅度調(diào)制)。應(yīng)注意，在下文中，每當(dāng)提及QAM時(shí)，應(yīng)理解為涵蓋PAM、PSK和QAM的通用術(shù)語(yǔ)。

由于使用交織器和/或FEC編碼器，BICM允許在非衰落和衰落信道上的良好性能。與多級(jí)編碼(MLC)編碼方案相反，它具有合理的解碼復(fù)雜度，并因此經(jīng)常用于通信系統(tǒng)中，例如在所有DVB系統(tǒng)、電力線(xiàn)通信(例如，Homeplug AV)、DAB、LTE、WiFi等中。

作為BICM的替代，編碼和調(diào)制裝置可以是編碼調(diào)制(CM)裝置的一部分，其通常包括(在發(fā)送器側(cè))聯(lián)合FEC編碼器，可選地有比特交織器和調(diào)制器，其也使用頻譜有效調(diào)制，如在BICM中一樣。雖然BICM通常假定(在接收器側(cè))解調(diào)器、解交織器和FEC解碼器的單獨(dú)和獨(dú)立操作，但是用于CM裝置的接收器主要執(zhí)行聯(lián)合解調(diào)和FEC解碼。

CM的一種常見(jiàn)形式是多級(jí)編碼(MLC)，其中一個(gè)FEC編碼器用于多級(jí)QAM調(diào)制的每個(gè)比特級(jí)。作為示例，在8進(jìn)制QAM調(diào)制中，8進(jìn)制QAM符號(hào)的三個(gè)比特級(jí)(也稱(chēng)為階級(jí))由三個(gè)獨(dú)立的FEC編碼器確定，通常具有不同的保護(hù)級(jí)。在接收器側(cè)，逐步解碼各階級(jí)：首先，解調(diào)僅考慮來(lái)自第一階級(jí)的比特，隨后對(duì)其進(jìn)行FEC解碼。在FEC解碼之后，假設(shè)這些比特是完全已知的。因此，消除了這些比特對(duì)接收符號(hào)的影響，減少了后續(xù)解調(diào)步驟的搜索空間。每個(gè)階級(jí)以這種方式順序進(jìn)行。這種方法通常稱(chēng)為順序多級(jí)解碼(MSD)，或稱(chēng)為洋蔥剝離(逐步減少問(wèn)題的多個(gè)層)。如果以并行方式執(zhí)行解碼，則系統(tǒng)被簡(jiǎn)化為BICM系統(tǒng)，從而產(chǎn)生更差的性能，但復(fù)雜度降低。

CM的另一種常見(jiàn)形式是網(wǎng)格編碼調(diào)制(TCM)，其中調(diào)制器使用2^k+1階QAM，即由2^k+1個(gè)不同符號(hào)組成。在調(diào)制之前，速率為k/(k+1)的網(wǎng)格編碼器為每k個(gè)輸入比特引入(k+1)個(gè)輸出比特，即一個(gè)附加冗余比特。然后調(diào)制這些(k+1)個(gè)輸出比特。由于針對(duì)每k個(gè)輸入比特有一個(gè)比特的冗余，在每個(gè)時(shí)刻，僅2^k個(gè)QAM符號(hào)形成有效字母表，即2^k+1個(gè)符號(hào)的完整字母表的子集。當(dāng)考慮來(lái)自TCM裝置的網(wǎng)格內(nèi)部的路徑時(shí)，子集可以隨時(shí)間改變，允許大的歐幾里德距離。

可替換地，CM也可以在BICM裝置中實(shí)現(xiàn)，在BICM裝置中FEC編碼器不是二進(jìn)制的，而是非二進(jìn)制的。每次FEC編碼器輸出的數(shù)量可以適應(yīng)QAM符號(hào)的數(shù)量。作為示例，在伽羅瓦域GF(2⁴)中操作的非二進(jìn)制FEC編碼器輸出來(lái)自16進(jìn)制字母表的符號(hào)。這些輸出可以通過(guò)16-QAM調(diào)制器映射到BIC裝置，在BIC裝置中FEC編碼器和調(diào)制器是聯(lián)合設(shè)計(jì)的。

通常，編碼和調(diào)制容量，例如在使用BICM裝置的系統(tǒng)中的BICM容量或在使用CM裝置的系統(tǒng)中的CM容量，被認(rèn)為是目標(biāo)函數(shù)，并且期望找到最優(yōu)星座點(diǎn)使得該容量最大化，該容量通常經(jīng)受功率歸一化影響，即，星座點(diǎn)的平均功率應(yīng)該歸一化為例如1。